Jak się łączą telefony?

OD NASZEGO KORESPONDENTA Z JAPONII

W Japonii, gdzie jest prawie tyle telefonów co ludzi, codziennie realizuje się ponad 300 milionów połączeń telefonicznych. Każdego dnia przeprowadza się około dwóch milionów rozmów międzynarodowych.

Być może ty również prawie codziennie korzystasz z telefonu — zwykłego (stacjonarnego) lub komórkowego. W miarę jak świat się unowocześnia, rozmowa telefoniczna z kimś na innym kontynencie dla wielu ludzi nie jest już niczym niezwykłym. Ale czy się zastanawiałeś, jak odbywa się łączenie twojego telefonu z aparatem twego rozmówcy?

Sieć telefoniczna

Przede wszystkim telefon musi być podłączony do sieci telefonicznej. Gdybyś zaczął śledzić przebieg kabla wpiętego do zwykłego aparatu, najpierw dotarłbyś do gniazdka lub puszki rozdzielczej, podłączonej do sieci w twym domu. * Idąc dalej, doszedłbyś do kabla na słupie lub pod ziemią, który prowadzi do miejscowej centrali telefonicznej. Ta z kolei jest połączona z większą centralą, tworząc sieć telefoniczną. Kiedy więc dzwonisz do przyjaciela w tym samym mieście, w sieci tworzy się połączenie telefoniczne między twoim aparatem a telefonem twego przyjaciela.

A co z telefonami komórkowymi? Jak się łączą? Na podobnej zasadzie jak stacjonarne. Telefon łączy się z centralą systemu komórkowego za pomocą niewidzialnego „przewodu” — fali radiowej, a centrala przekazuje rozmowy do sieci telefonicznej. Ale co wtedy, gdy rozmawiasz z kimś na innym kontynencie?

Kable podwodne

Połączenie kablem dwóch kontynentów jest gigantycznym przedsięwzięciem. Wymaga położenia przewodu długości tysięcy kilometrów, przebiegającego przez podwodne rowy i góry. Ale właśnie tak się narodziła telekomunikacja międzykontynentalna. Pierwszy transatlantycki kabel podwodny — przeciągnięty między Szkocją a Nową Fundlandią i użytkowany od roku 1956 — zapewniał 36 obwodów telefonicznych. * W roku 1964 pierwszy kabel przez Pacyfik połączył Japonię i Hawaje. Zapewniał on 128 łączy telefonicznych. Później wiele innych kabli połączyło wyspy i całe kontynenty.

Jakie kable telefoniczne kładzie się na dnie oceanów? Początkowo powszechnie używano kabli koncentrycznych złożonych z miedzianego przewodu i otaczającej go miedzianej lub aluminiowej folii jako żyły zewnętrznej. Jeden z ostatnich kabli tego typu o pojemności do 4200 łączy położono w 1976 roku. Jednakże w latach osiemdziesiątych dostępne stały się kable światłowodowe. Pierwszy międzykontynentalny  przewód tego typu zainstalowano w roku 1988. Posługując się technologią cyfrową, można było jednocześnie przekazywać 40 000 rozmów telefonicznych. Od tamtej pory zwiększyła się przepustowość kabli. Niektóre z przewodów ułożonych na dnie Atlantyku zapewniają 200 milionów połączeń!

Jak kable telekomunikacyjne ułożone są pod wodą? Leżą na samym dnie oceanu. W pobliżu brzegu zabezpiecza się je solidną obudową i umieszcza w rowie wykopanym w morskim dnie przez zdalnie sterowany sprzęt. Obudowa chroni je przed zniszczeniem przez kotwice lub sieci rybackie. Kiedy więc dzwonisz do przyjaciela na innym kontynencie, jeden z tych kabli może przenosić twój głos przez morskie głębiny.

Niewidzialne „przewody” łączące odległe miejsca

Jednakże kable podwodne nie są jedynym środkiem, za pomocą którego można połączyć kontynenty i wyspy. Powszechnie wykorzystuje się w tym celu niewidzialny „przewód” — fale radiowe. Tego rodzaju fale, a konkretnie mikrofale, łączą odległe miejsca w systemach międzynarodowej telekomunikacji. Ponieważ mikrofale przemieszczają się w linii prostej, podobnie jak wąski promień światła, mogą łączyć tylko miejsca na tej linii. Z powodu zakrzywienia powierzchni Ziemi niemożliwe byłoby bezpośrednie połączenie dwóch punktów po przeciwnej stronie kuli ziemskiej. Do takich połączeń wykorzystuje się satelity.

Jeśli satelita jest umieszczony na wysokości około 35 800 kilometrów nad równikiem na tak zwanej orbicie geostacjonarnej, to okrąża Ziemię w ciągu 24 godzin; tyle samo zajmuje naszej planecie obrót wokół własnej osi. Dlatego taki satelita pozostaje nad tym samym obszarem. Ponieważ może „obserwować” jedną trzecią powierzchni naszej planety, stacje naziemne na tym terenie — miejsca, skąd się nadaje i gdzie odbiera się mikrofale — mogą się komunikować z satelitą. W jaki więc sposób łączone są dwa odległe miejsca?

Stacja naziemna będąca w zasięgu satelity przesyła do niego sygnał mikrofalowy (uplink). Gdy stacja przekaźnikowa (transponder) na satelicie otrzymuje falę, zmienia jej częstotliwość na niższą i taki sygnał retransmituje do innej stacji naziemnej (downlink). W ten sposób dwie stacje, które nie mogą się połączyć bezpośrednio, łączą się niewidzialnym „przewodem” poprzez satelitę.

Pierwszy komercyjny satelita komunikacyjny, INTELSAT I, znany również pod angielską nazwą Early Bird, został wystrzelony w roku 1965. Obecnie około 200 satelitów komunikacyjnych, w większości geostacjonarnych, łączy różne miejsca na całym świecie. Służą one nie tylko do przekazywania rozmów międzynarodowych,  ale także do nadawania programów telewizyjnych, obserwacji pogody i do innych celów. Satelity z wieloma transponderami mogą zapewnić wielokanałowe łącza telekomunikacyjne. Early Bird na przykład mógł jednocześnie przekazywać jeden program telewizyjny lub 240 rozmów telefonicznych. Satelity z serii INTELSAT VIII, działające od roku 1997, zapewniają jednoczesną transmisję trzech programów telewizyjnych i do 112 500 rozmów telefonicznych.

Czy rozpoznajesz rodzaj połączenia?

Wszystkie te zmiany znacznie obniżyły ceny międzynarodowych rozmów telefonicznych. Prawdopodobnie możesz teraz częściej rozmawiać z rodziną lub przyjaciółmi mieszkającymi na innym kontynencie. A w jaki sposób rozpoznać, czy jesteś połączony kablem podwodnym, czy przez satelitę?

Przy połączeniu satelitarnym długość niewidzialnego „przewodu” (wliczając dwukrotną odległość do satelity) sięga 70 000 kilometrów. To prawie dwie długości równika. Mimo że mikrofale przemieszczają się z prędkością światła, na pokonanie odległości do satelity i z powrotem na ziemię potrzebują prawie ćwierć sekundy. Oznacza to, że twój głos dociera do rozmówcy ćwierć sekundy później i tak samo jest w drugą stronę. Powstaje zatem półsekundowe opóźnienie. Mało kto jest do tego przyzwyczajony, dlatego może się okazać, że osoby rozmawiające przez telefon będą mówić jednocześnie. Jeżeli zdarzyło ci się coś takiego, może to być wskazówka, że rozmawiając, korzystałeś z połączenia satelitarnego. Ale gdy zadzwonisz pod ten sam numer następnym razem, możesz w ogóle nie zauważyć opóźnienia. Wtedy prawdopodobnie korzystasz z podwodnego kabla światłowodowego. Wybór sposobu połączenia z inną częścią świata jest dokonywany w skomplikowanej sieci telefonicznej.

Do utrzymania tej złożonej sieci (kabli podwodnych, stacji naziemnych i satelitów), która zapewnia nam sprawną komunikację, potrzebna jest specjalistyczna wiedza i ciężka praca wielu ludzi. Kiedy więc następnym razem będziesz dzwonił do przyjaciela, pomyśl, dzięki czemu taka rozmowa jest możliwa.

[Przypisy]

[Diagram i ilustracje na stronach 20, 21]

[Patrz publikacja]

FALE RADIOWE

Połączenie stacji naziemnej z satelitą

Połączenie satelity ze stacją naziemną

[Diagram i ilustracje na stronach 20, 21]

[Patrz publikacja]

KABLE PODWODNE

Telefon komórkowy

[Ilustracja na stronie 20]

Nowoczesne kable światłowodowe zapewniają 200 milionów połączeń

[Ilustracja na stronie 21]

Załoga promu kosmicznego pracuje przy satelicie INTELSAT VI

[Prawa własności]

Zdjęcie: NASA

[Ilustracja na stronie 21]

Kable układa się i konserwuje, używając statków

[Prawa własności]

Dzięki uprzejmości TyCom Ltd.